【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及光神經網絡領域，具體地，涉及一種基于光神經網絡的最大池化系統及方法。
技術介紹
1、近年來隨著人工智能以及大數據的飛速發展，算力在當今的大模型訓練以及大數據處理中起著決定性的作用，但傳統的基于摩爾定律的電子計算也遇到了瓶頸，已經不能滿足日益增長的算力需求。而硅基光電子技術憑借著高并行性，高速計算，低功耗以及低延遲有望成為替代傳統電子計算的新技術。
2、神經網絡在圖像識別，自然語言處理方面有著廣泛應用，傳統的基于中央處理器(cpu)和圖形處理單元(gpu)的神經網絡需要耗費大量的能源，特別是對大模型的訓練需要耗費數百萬度電，造成了很大的能源壓力。而光神經網絡憑借著低功耗，高的計算速度和大帶寬在近年來得到了快速發展，特別是馬赫曾德爾干涉儀(mzi)和微環調制器(mrr)在光線性計算方面有著突出的潛力，基于mzi和mrr的光神經網絡被廣泛提出。但是，現有技術中通常使用計算機來對光電轉換的數據進行處理，這大大增加了系統的時延，并且現有提出的最大池化系統很難進行片上集成，也就很難大規模應用。
技術實現思路
1、為了解決現有技術中存在的上述問題，本專利技術提供了一種基于光神經網絡的最大池化系統及方法。
2、根據本專利技術實施例的第一方面，提供一種基于光神經網絡的最大池化系統，所述系統包括：第一光源、第二光源、第三光源、第四光源、第一光學比較器、第二光學比較器、第三光學比較器、光放大器和第一光功率計；所述第一光源接入所述第一光學比較器的第一輸入端，所述第二光
3、所述第一光學比較器，用于將第一光信號和第二光信號中光功率較大的光信號作為第一比較信號輸入所述第三光學比較器；其中，所述第一光信號根據所述第一光源得到，所述第二光信號根據所述第二光源得到；
4、所述第二光學比較器，用于將第三光信號和第四光信號中光功率較大的光信號作為第二比較信號輸入所述第三光學比較器；其中，所述第三光信號根據所述第三光源得到，所述第四光信號根據所述第四光源得到；
5、所述第三光學比較器，用于將所述第一比較信號和所述第二比較信號中光功率較大的光信號作為輸出信號。
6、可選地，所述系統還包括：光放大器；所述第三光學比較器的輸出端與所述光放大器的輸入端連接；
7、所述光放大器，用于將所述輸出信號進行放大，得到目標信號。
8、可選地，所述系統還包括：第一光功率計；所述光放大器的輸出端與所述第一光功率計連接；
9、所述光放大器，還用于將所述目標信號傳輸至所述第一光功率計；
10、所述第一光功率計，用于驗證所述目標信號是否為所述第一光信號、所述第二光信號、所述第三光信號和所述第四光信號中光功率最大的光信號。
11、可選地，所述第一光學比較器、所述第二光學比較器和所述第三光學比較器的結構相同，均包括：第一y分束器、第二y分束器、第一光幅度調制器、第二光幅度調制器、第一光電探測器、第二光電探測器、第一跨阻放大器、第二跨阻放大器、第一電分束器、第二電分束器、第一電學相減器、第二電學相減器、第一電學與門、第二電學與門、直流電源、第三y分束器和第二光功率計組成；所述第一y分束器的第一輸出端與所述第一光幅度調制器的第一輸入端連接，所述第一y分束器的第二輸出端與所述第一光電探測器的輸入端連接，所述第二y分束器的第一輸出端與所述第二光幅度調制器的第一輸入端連接，所述第二y分束器的第二輸出端與所述第二光電探測器的輸入端連接，所述第一光幅度調制器的第一輸出端與所述第三y分束器的第一輸入端連接，所述第二光幅度調制器的第一輸出端與所述第三y分束器的第二輸入端連接，所述第一光電探測器的輸出端與第一跨阻放大器的輸入端連接，所述第二光電探測器的輸出端與第二跨阻放大器的輸入端連接，所述第一跨阻放大器的輸出端與所述第一電分束器的輸入端連接，所述第二跨阻放大器的輸出端與所述第二電分束器的輸入端連接，所述第一電分束器的第一輸出端與所述第一電學相減器的第一輸入端連接，所述第一電分束器的第二輸出端與所述第二電學相減器的第一輸入端連接，所述第二電分束器的第一輸出端與所述第一電學相減器的第二輸入端連接，所述第二電分束器的第二輸出端與所述第二電學相減器的第二輸入端連接，所述第一電學相減器的輸出端與所述第一電學與門的第一輸入端連接，所述第二電學相減器的輸出端與所述第二電學與門的第一輸入端連接，所述直流電源與所述第一電學與門的第二輸入端連接，所述直流電源與所述第二電學與門的第二輸入端連接，所述第一電學與門的輸出端與所述第一光幅度調制器的第二輸入端連接，所述第二電學與門的輸出端與所述第二光幅度調制器的第二輸入端連接，所述第三y分束器的輸出端與第二光功率計連接。
12、根據本專利技術實施例的第二方面，提供一種基于光神經網絡的最大池化方法，應用于基于光神經網絡的最大池化系統，所述系統包括：第一光源、第二光源、第三光源、第四光源、第一光學比較器、第二光學比較器、第三光學比較器、光放大器和第一光功率計；所述第一光源接入所述第一光學比較器的第一輸入端，所述第二光源接入所述第一光學比較器的第二輸入端，所述第三光源接入所述第二光學比較器的第一輸入端，所述第四光源接入所述第二光學比較器的第二輸入端，所述第一光學比較器的輸出端與所述第三光學比較器的第一輸入端連接，所述第二光學比較器的輸出端與所述第三光學比較器的第二輸入端連接；所述方法包括：
13、將第一光信號和第二光信號中光功率較大的光信號作為第一比較信號輸入所述第三光學比較器；其中，所述第一光信號根據所述第一光源得到，所述第二光信號根據所述第二光源得到；
14、將第三光信號和第四光信號中光功率較大的光信號作為第二比較信號輸入所述第三光學比較器；其中，所述第三光信號根據所述第三光源得到，所述第四光信號根據所述第四光源得到；
15、將所述第一比較信號和所述第二比較信號中光功率較大的光信號作為輸出信號。
16、本專利技術的實施例提供的技術方案可以包括以下有益效果：
17、在上述技術方案中，提出了一種基于光神經網絡的最大池化系統，該系統包括：第一光源、第二光源、第三光源、第四光源、第一光學比較器、第二光學比較器、第三光學比較器、光放大器和第一光功率計；第一光源接入第一光學比較器的第一輸入端，第二光源接入第一光學比較器的第二輸入端，第三光源接入第二光學比較器的第一輸入端，第四光源接入第二光學比較器的第二輸入端，第一光學比較器的輸出端與第三光學比較器的第一輸入端連接，第二光學比較器的輸出端與第三光學比較器的第二輸入端連接；第一光學比較器，用于將第一光信號和第二光信號中光功率較大的光信號作為第一比較信號輸入第三光學比較器；其中，第一光信號根據本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種基于光神經網絡的最大池化系統，其特征在于，所述系統包括：第一光源、第二光源、第三光源、第四光源、第一光學比較器、第二光學比較器、第三光學比較器、光放大器和第一光功率計；所述第一光源接入所述第一光學比較器的第一輸入端，所述第二光源接入所述第一光學比較器的第二輸入端，所述第三光源接入所述第二光學比較器的第一輸入端，所述第四光源接入所述第二光學比較器的第二輸入端，所述第一光學比較器的輸出端與所述第三光學比較器的第一輸入端連接，所述第二光學比較器的輸出端與所述第三光學比較器的第二輸入端連接；
2.根據權利要求1所述的基于光神經網絡的最大池化系統，其特征在于，所述系統還包括：光放大器；所述第三光學比較器的輸出端與所述光放大器的輸入端連接；
3.根據權利要求2所述的基于光神經網絡的最大池化系統，其特征在于，所述系統還包括：第一光功率計；所述光放大器的輸出端與所述第一光功率計連接；
4.根據權利要求1所述的基于光神經網絡的最大池化系統，其特征在于，所述第一光學比較器、所述第二光學比較器和所述第三光學比較器的結構相同，均包括：第一Y分束器、第二Y分束器
5.一種基于光神經網絡的最大池化方法，其特征在于，應用于基于光神經網絡的最大池化系統，所述系統包括：第一光源、第二光源、第三光源、第四光源、第一光學比較器、第二光學比較器、第三光學比較器、光放大器和第一光功率計；所述第一光源接入所述第一光學比較器的第一輸入端，所述第二光源接入所述第一光學比較器的第二輸入端，所述第三光源接入所述第二光學比較器的第一輸入端，所述第四光源接入所述第二光學比較器的第二輸入端，所述第一光學比較器的輸出端與所述第三光學比較器的第一輸入端連接，所述第二光學比較器的輸出端與所述第三光學比較器的第二輸入端連接；所述方法包括：
...【技術特征摘要】
1.一種基于光神經網絡的最大池化系統，其特征在于，所述系統包括：第一光源、第二光源、第三光源、第四光源、第一光學比較器、第二光學比較器、第三光學比較器、光放大器和第一光功率計；所述第一光源接入所述第一光學比較器的第一輸入端，所述第二光源接入所述第一光學比較器的第二輸入端，所述第三光源接入所述第二光學比較器的第一輸入端，所述第四光源接入所述第二光學比較器的第二輸入端，所述第一光學比較器的輸出端與所述第三光學比較器的第一輸入端連接，所述第二光學比較器的輸出端與所述第三光學比較器的第二輸入端連接；
2.根據權利要求1所述的基于光神經網絡的最大池化系統，其特征在于，所述系統還包括：光放大器；所述第三光學比較器的輸出端與所述光放大器的輸入端連接；
3.根據權利要求2所述的基于光神經網絡的最大池化系統，其特征在于，所述系統還包括：第一光功率計；所述光放大器的輸出端與所述第一光功率計連接；
4.根據權利要求1所述的基于光神經網絡的最大池化系統，其特征在于，所述第一光學比較器、所述第二光學比較器和所述第三光學比較器的結構相同，均包括：第一y分束器、第二y分束器、第一光幅度調制器、第二光幅度調制器、第一光電探測器、第二光電探測器、第一跨阻放大器、第二跨阻放大器、第一電分束器、第二電分束器、第一電學相減器、第二電學相減器、第一電學與門、第二電學與門、直流電源、第三y分束器和第二光功率計組成；所述第一y分束器的第一輸出端與所述第一光幅度調制器的第一輸入端連接，所述第一y分束器的第二輸出端與所述第一光電探測器的輸入端連接，所述第二y分束器的第一輸出端與所述第二光幅度調制器的第一輸入端連接，所述第二y分束器的第二輸出端與所述第二光電探測器的輸入端連接，所述第一光幅度調制器的第一輸出端與所述第三y分束...
【專利技術屬性】
技術研發人員：項水英，趙禮焱，郭星星，張雅慧，郝躍，
申請(專利權)人：西安電子科技大學，
類型：發明
國別省市：
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